拓宽了有限元离散理论，创立了周协调和semiLoof型等广义协调元新模式和新理论；利用广义协调构造法建立了新型薄壳单元，克服了传统壳元有时出现刚阵奇异的障碍；针对板壳有限元剪切闭锁问题，提出了厚板剪应变场新模式，构造出一批新型厚薄板通用元；提出了四边形面积坐标理论、构造出一批采用四边形面积坐标新型单元；提出了建立含孔平面单元新思路和新方案，为含有缺陷材料的有限元计算提供了高效单元。承担国家自然科学基金、高等学校博士学科点专项基金、煤炭科技基金等九项科研课题。出版专著、教材四部，在国内外刊物上已发表学术论文90余篇，其中被SCI收录14篇、EI收录26篇。科研成果获省部级奖励3项，其中2002年获教育部提名国家科学技术奖自然科学奖一等（排名第二）。1997年成为江苏省“333工程”第三层次人才培养对象。2013年获国家自然科学奖。